KR101734150B1 - 발전기와 송전선 사이의 전력 감소율을 이용한 전력 계통 관리 시스템 - Google Patents

발전기와 송전선 사이의 전력 감소율을 이용한 전력 계통 관리 시스템 Download PDF

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함완균
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Abstract

본 발명은 전력 계통상에서 상정사고 발생 혹은 급격한 부하의 상승으로 인해 송전선에 발생하는 과부하를 해소함으로써 전체적인 전력 계통상의 혼잡을 관리하는 전력 계통 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 송전선의 과부하를 해소하기 위해 발전기의 발전 전력을 감소시키거나 에너지 저장 장치로부터 송전선으로 에너지를 공급하거나 혹은 위 두 방법을 혼합하여 사용한다. 본 발명은 송전선의 과부하를 해소하기 위한 발전기의 발전 전력 감소량 및 에너지 저장 장치로부터 송전선에 공급될 전력을 정량적으로 계산하는 방법을 제시한다.

Description

발전기와 송전선 사이의 전력 감소율을 이용한 전력 계통 관리 시스템{Power System Management System Using Power Reduction Ratio Between Generator And Transmission Line}
본 발명은 전력 계통상에서 상정사고 발생 혹은 급격한 부하의 상승으로 인해 송전선에 발생하는 과부하를 해소함으로써 전체적인 전력 계통상의 혼잡을 관리하는 전력 계통 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 에너지 관리 시스템(Energy Management System; EMS)으로부터 운전 설정 정보, 송전선 감시 장치로부터 송전선 관련 정보, 에너지 저장 장치(Energy Storage System; EMS)로부터 배터리 상태 정보 중 적어도 하나를 수집하고 상기 수집된 정보를 바탕으로 송전선의 과부하를 해소함으로써 전체 전력 계통을 안정적이고 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 전력 계통 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 경제발전으로 인한 소득의 증대로 다양한 서비스 제공을 위한 전력 소비량이 급증한 반면, 이에 상응하는 전력 예비율이 부족하여 대규모 정전 사태까지 경험한 바가 있다. 이러한 전력 부족현상을 해결하기 위해서 장기적으로 전력공급의 확충, 전력 수요관리, 신재생 에너지 보급 등을 추진할 필요가 있으며 시간대별 변동이 큰 전기부하를 평준화하기 위해 에너지 저장 장치를 보급하고 이를 이용한 전력 관리 시스템을 운영함으로써 전력 사용 피크와 대규모 정전사고 등에 효과적으로 대응할 수 있는 방안을 모색해야 할 것으로 예상된다.
전력 계통을 종합적으로 감시하고 제어하며, 경제 급전 및 자동 발전 전력 제어, 전력 계통 해석, 자료의 기록 및 저장, 급전원 모의훈련 등의 기능을 수행하는 에너지 관리 시스템(EMS)은 현재 전국의 중앙 급전 발전기에 대한 발전 출력 제어와, 154kV 이상 송전선로의 운전상태, 차단기 등의 계통 보호 설비의 동작상태, 전력 계통의 이상 상태 및 고장 발생 상황, 전압 및 주파수 등을 종합적으로 감시 제어하고 있다.
한국의 전력 계통은 지역적으로 영호남 및 서해안 등의 발전 지역과 수도권을 중심으로 하는 대규모 부하 지역으로 이루어져 있으며 이들 지역 간의 원활한 전력 수급을 위하여 장거리의 대규모 전력 전송이 이루어지는 특징이 있다. 앞서 서술한 바와 같이 현재도 전력 소비량이 꾸준하게 증가하고 있어 전력을 원활히 공급하기 위하여 발전소의 건설과 송전선의 확충이 병행되어야 하지만, 부하 중심지 인근에 발전소와 송전선의 건설이 어려운 상황이어서 장거리의 대규모 전력 전송과 관련된 여러 가지 안정도 문제와 과부하의 문제가 발생하게 될 소지가 더 많아지고 있으며, 사고 시에 선로 과부하가 발생하는 경우가 자주 일어 날 수 있으므로 이에 대한 대책을 마련할 필요가 있다.
또한, 다수의 발전기와 다수의 부하 사이에 송배전 선로가 복잡하게 얽혀있는 전력 계통에서는 어느 한 송전선에 과부하가 발생할 경우 어느 발전기의 생산 전력을 어느 정도 줄여야 할지를 판단하기가 쉽지 않으며, 에너지 저장 장치를 사용하는 경우 과부하가 발생한 송전선의 전력을 적정량으로 줄이기 위해 에너지 저장 장치로부터 어느 정도의 전력을 공급해야 할지를 판단하기가 쉽지 않다는 문제도 해결되어야 할 부분이다.
공개특허공보 제2016-0035509호
본 발명의 목적은 전력 계통에 상정사고가 발생하거나 급격한 전력수요 변동으로 인해 발생할 수 있는 송전선의 과부하를 해소하여 전체적인 전력 계통의 혼잡을 관리할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 송전선의 과부하를 해소하기 위해 필요한 발전기의 생산 전력 감소량을 계산하는 방법을 제공함으로써 송전선의 과부하를 효율적으로 해소하는 것이다.
본 발명의 목적은 송전선의 과부하를 해소하기 위해 필요한 에너지 저장 장치의 전력 공급량을 계산하는 방법을 제공함으로써 송전선의 과부하를 효율적으로 해소하는 것이다.
위 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 송전선에 연결되어 상기 송전선으로부터 전력을 공급받아 저장하거나 상기 송전선에 연계된 부하로 전력을 공급하는 에너지 저장 장치(120); 및 송전선 감시 장치(300)로부터 상기 송전선에 대한 정보를 수신하여 상기 송전선을 통해 흐르는 전력(송전선 전력)을 계산하고, 상기 송전선 전력이 설정값 이상이면 과부하로 판단하여 줄이고자 하는 송전선 전력량(송전선 전력 희망 감소량)에 따라 계산된 전력(공급 전력)을 상기 에너지 저장 장치(120)로부터 상기 부하로 공급하도록 상기 에너지 저장 장치(120)를 제어하는 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110);을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼잡 관리 시스템(100)이다.
상기 송전선 전력 희망 감소량에 따라 상기 에너지 저장 장치(120)로부터 상기 부하로 공급될 전력(공급 전력)을 계산하는 것은, 상기 송전선에 가장 큰 영향을 주는 부하(최대 영향 부하)를 특정하고 상기 최대 영향 부하와 상기 송전선 전력 사이의 감소율(부하-송전선 감소율)을 아래 수학식 1에 따라 구한 후, 아래 수학식2에 따라 상기 부하-송전선 감소율과 상기 송전선 전력 희망 감소량을 이용하여 상기 공급 전력을 산정할 수 있다.
수학식 1 :
Figure 112016111801889-pat00001
수학식 2 :
Figure 112016111801889-pat00002
상기 에너지 저장 장치(120)는 다양한 프로토콜을 사용하는 복수의 에너지 저장 장치를 포함하고, 상기 다양한 프로토콜을 사용하는 복수의 에너지 저장 장치(120)와 통신하며 상기 복수의 에너지 저장 장치(120)로부터 수집된 정보를 표준화하여 상기 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)에 제공하는 네트워크 정합장치(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 네트워크 정합 장치(130)는 상기 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110) 및 상기 에너지 저장 장치(120)와 PRP(Parallel Redundancy Protocol) 방식으로 통신을 수행할 수 있다.
상기 네트워크 정합 장치(130)는 복수의 에너지 저장 장치(120)로 수집된 정보를 취합하여 동일한 주소 공간(Address Map)과 미리 정의된 스케일로 변환하여 상기 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)에 제공할 수 있다.
상기 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)은, 상기 네트워크 정합 장치(130)와 통신을 수행하는 통신 이중화 장치(111); 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 장치(113); 및 상기 송전선 전력 및 상기 공급 전력을 계산하는 혼합 제어 연산처리 장치(114)를 포함할 수 있다.
상기 에너지 저장 장치(120)는, 상기 네트워크 정합 장치(130)와 통신을 수행하는 통신 이중화 장치(121); 에너지를 저장하는 배터리(123); 및 상기 송전선과 상기 배터리(123) 사이에서 에너지를 변환하여 전달하는 전력 변환 장치(122)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 앞서 언급한 발명들에 따른 혼잡 관리 시스템(100); 상기 송전선의 상태를 감시하여 상기 혼잡 관리 시스템(100)에 제공하는 상기 송전선 감시 장치(300); 및 상기 혼잡 관리 시스템(100)으로부터 상기 공급 전력에 대한 정보를 수신하고 상기 송전선에 연계된 발전기의 발전량을 제어하는 에너지 관리 시스템(200)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 시스템일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 에너지 저장 장치(120)를 포함하는 혼잡 관리 시스템(100)에 의해 수행되는 송전선 과부하 관리 방법으로서, 송전선 감시 장치(300)로부터 상기 송전선에 대한 정보를 수신하는 제1단계; 상기 송전선을 통해 흐르는 전력(송전선 전력)을 계산하는 제2단계; 상기 송전선 전력이 설정값 이상이면 과부하로 판단하여 줄이고자 하는 송전선 전력량(송전선 전력 희망 감소량)에 따라 상기 송전선에 연계된 부하로 공급될 전력(공급 전력)을 계산하는 제3단계; 및 상기 에너지 저장 장치(120)가 상기 계산된 공급 전력을 상기 부하로 공급하도록 상기 에너지 저장 장치(120)를 제어하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 송전선 과부하 관리 방법이다.
상기 송전선 전력 희망 감소량에 따라 상기 공급 전력을 계산하는 제3단계는, 상기 송전선에 가장 큰 영향을 주는 부하(최대 영향 부하)를 특정하고 상기 최대 영향 부하와 상기 송전선 전력 사이의 감소율(부하-송전선 감소율)을 아래 수학식 1에 따라 미리 혹은 실시간으로 구한 후, 아래 수학식 2에 따라 상기 부하-송전선 감소율과 상기 송전선 전력 희망 감소량을 이용하여 상기 공급 전력을 산정할 수 있다.
수학식 1 :
Figure 112016111801889-pat00003
수학식 2 :
Figure 112016111801889-pat00004
상기 혼잡 관리 시스템(100)은, 송전선에 연결되어 상기 송전선으로부터 전력을 공급받아 저장하거나 상기 부하로 전력을 공급하는 복수의 상기 에너지 저장 장치(120); 및 상기 공급 전력을 계산하고, 상기 에너지 저장 장치(120)가 상기 공급 전력을 상기 부하로 공급하도록 상기 에너지 저장 장치(120)를 제어하는 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)을 포함할 수 있다.
상기 혼잡 관리 시스템(100)은, 다양한 프로토콜을 사용하는 상기 복수의 에너지 저장 장치(120)와 통신하며 상기 복수의 에너지 저장 장치(120)로부터 수집된 정보를 표준화하여 상기 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)에 제공하는 네트워크 정합 장치(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 네트워크 정합 장치(130)는 상기 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110) 및 상기 에너지 저장 장치(120)와 PRP(Parallel Redundancy Protocol) 방식으로 통신을 수행할 수 있다.
상기 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)은, 상기 네트워크 정합 장치(130)와 통신을 수행하는 통신 이중화 장치(111); 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 장치(113); 및 상기 송전선 전력 및 상기 공급 전력을 계산하는 혼합 제어 연산처리 장치(114)를 포함할 수 있다.
상기 에너지 저장 장치(120)는, 상기 네트워크 정합 장치(130)와 통신을 수행하는 통신 이중화 장치(121); 에너지를 저장하는 배터리(123); 및 상기 송전선과 상기 배터리 사이에서 에너지를 변환하여 전달하는 전력 변환 장치(122)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 송전선 감시 장치(300)로부터 송전선에 대한 정보를 수신하고 송전선을 통해 공급되는 전력(송전선 전력)에 대한 정보를 에너지 관리 시스템(200)으로 제공하는 혼잡 관리 시스템(100); 및 송전선이 과부하인 경우 상기 송전선에서 줄이고자 하는 전력량(송전선 전력 희망 감소량 A)에 따라 계산된 감발 전력만큼 상기 송전선에 연계된 발전기의 전력 생산을 줄이도록 제어하는 에너지 관리 시스템(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 시스템이다.
상기 송전선 전력 희망 감소량 A에 따라 감발 전력을 계산하는 것은, 상기 송전선에 가장 큰 영향을 주는 발전기(최대 영향 발전기)를 특정하고, 상기 최대 영향 발전기와 상기 송전선 사이의 발전기-송전선 감소율을 아래 수학식 3에 따라 구하며, 아래 수학식4에 따라 상기 발전기-송전선 감소율과 상기 송전선 전력 희망 감소량 A를 이용하여 상기 감발 전력을 계산할 수 있다.
수학식 3 :
Figure 112016111801889-pat00005
수학식 4 :
Figure 112016111801889-pat00006
상기 송전선 전력 희망 감소량 A는 상기 송전선 전력과 적정 전력량 설정값의 차이(초과 전력)와 동일할 수 있다.
상기 감발 전력을 계산하는 것은 상기 에너지 관리 시스템(200)에 의해 수행될 수 있다.
상기 혼잡 관리 시스템(100)이 상기 송전선 전력을 계산하고, 상기 송전선 전력이 과부하인지 여부를 판단하며, 상기 감발 전력을 계산하여 그 정보를 상기 에너지 관리 시스템(200)으로 제공할 수 있다.
상기 혼잡 관리 시스템(100)은, 상기 송전선에 연결되어 상기 송전선으로부터 전력을 공급받아 저장하거나 상기 송전선에 연계된 부하로 전력을 공급하는 에너지 저장 장치(120); 및 상기 송전선 감시 장치(300)로부터 상기 송전선에 대한 정보를 수신하여 상기 송전선 전력을 계산하고, 상기 송전선 전력이 설정값 이상이면 과부하로 판단하여 송전선 전력 희망 감소량 B에 따라 계산된 공급 전력을 상기 에너지 저장 장치(120)로부터 상기 부하로 공급하도록 상기 에너지 저장 장치(120)를 제어할 수 있다.
상기 송전선 전력 희망 감소량 B에 따라 상기 에너지 저장 장치(120)로부터 상기 부하로 공급될 공급 전력을 계산하는 것은, 상기 송전선에 가장 큰 영향을 주는 부하(최대 영향 부하)를 특정하고 상기 최대 영향 부하와 상기 송전선 전력 사이의 감소율(부하-송전선 감소율)을 아래 수학식 1에 따라 구한 후, 아래 수학식2에 따라 상기 부하-송전선 감소율과 상기 송전선 전력 희망 감소량 B를 이용하여 상기 공급 전력을 계산할 수 있다.
수학식 1 :
Figure 112016111801889-pat00007
수학식 2 :
Figure 112016111801889-pat00008
상기 송전선 전력 희망 감소량 A와 상기 송전선 전력 희망 감소량 B의 합이 상기 송전선 전력과 적정 전력량 설정값의 차이(초과 전력)가 되도록 설정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 전력 계통 관리 시스템에 의해 수행되는 전력 계통 관리 방법으로서, 송전선 감시 장치(300)로부터 송전선에 대한 정보를 수신하는 제1단계; 상기 송전선을 통해 흐르는 전력(송전선 전력)을 계산하는 제2단계; 상기 송전선 전력이 설정값 이상이면 과부하로 판단하여 줄이고자 하는 송전선 전력량(송전선 전력 희망 감소량 A)을 산정하고 상기 송전선 전력 희망 감소량 A에 따라 상기 송전선에 연계된 발전기의 감발 전력을 계산하는 제3단계; 및 상기 감발 전력만큼 상기 발전기의 전력 생산을 줄이도록 제어하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 방법이다.
상기 송전선 전력 희망 감소량 A에 따라 감발 전력을 계산하는 것은, 상기 송전선에 가장 큰 영향을 주는 발전기(최대 영향 발전기)를 특정하고, 상기 최대 영향 발전기와 상기 송전선 사이의 발전기-송전선 감소율을 아래 수학식 3에 따라 구하며, 아래 수학식4에 따라 상기 발전기-송전선 감소율과 상기 송전선 전력 희망 감소량 A를 이용하여 상기 감발 전력을 계산할 수 있다.
수학식 3 :
Figure 112016111801889-pat00009
수학식 4 :
Figure 112016111801889-pat00010
상기 제3단계는 송전선 전력 희망 감소량 B를 산정하고 상기 송전선 전력 희망 감소량 B에 따라 에너지 저장 장치(120)로부터 상기 송전선에 연계된 부하로 공급할 전력(공급 전력)을 계산하는 것을 더 포함하고, 상기 제4단계는 상기 에너지 저장 장치(120)가 상기 송전선으로 상기 계산된 공급 전력을 공급하도록 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 송전선 전력 희망 감소량 B에 따라 상기 공급 전력을 계산하는 것은, 상기 송전선에 가장 큰 영향을 주는 부하(최대 영향 부하)를 특정하고 상기 최대 영향 부하와 상기 송전선 전력 사이의 감소율(부하-송전선 감소율)을 아래 수학식 1에 따라 구한 후, 아래 수학식 2에 따라 상기 부하-송전선 감소율과 상기 송전선 전력 희망 감소량 B를 이용하여 상기 공급 전력을 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다.
수학식 1 :
Figure 112016111801889-pat00011
수학식 2 :
Figure 112016111801889-pat00012
상기 송전선 전력 희망 감소량 A와 상기 송전선 전력 희망 감소량 B의 합이 상기 송전선 전력과 상기 설정값의 차이(초과 전력)가 되도록 설정 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상정사고 혹은 전력 부하의 급격한 증가에 따른 송전선 과부하 발생 시 에너지 저장 장치를 이용하여 계통 부하에 전력을 공급하거나 과부하가 발생한 송전선에 연계된 발전기의 발전 전력량을 줄임으로써, 해당 송전선의 과부하를 신속하게 해소하고 전체적인 송배전 선로에 대한 전력 흐름을 효과적으로 관리하며 일시적인 과부하에 신속하게 대응하여 피크 전력 공급을 위한 발전 및 송배전 설비의 추가 건설의 필요성을 줄여 경제적, 사회적인 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 송전선이 과부하인 경우 해당 송전선에 가장 큰 영향을 주는 부하와 해당 송전선 전력 사이의 감소율을 이용하여 에너지 저장 장치로부터 해당 부하로 공급될 전력을 계산함으로써, 복잡하게 얽혀있는 전력 계통상에서 과부하가 발생한 송전선의 전력을 적절한 양으로 신속하게 조절하여 과부하를 해소할 수 있다.
본 발명에 의하면, 송전선이 과부하인 경우 해당 송전선에 가장 큰 영향을 주는 발전기의 전력과 해당 송전선 전력 사이의 감소율을 적용하여 해당 발전기의 생산 전력을 조절할 양을 계산함으로써, 복잡하게 얽혀있는 전력 계통상에서 과부하가 발생한 송전선의 전력을 적절한 양으로 신속하게 조절하여 과부하를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통 관리 시스템(10)의 연계 구성을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통 관리 시스템(10)을 예시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)의 구성을 예시한 블록도이다.
도 4는 도 2의 에너지 저장 장치(120)의 구성을 예시한 블록도이다.
도 5는 도 2의 네트워크 정합 장치(130)의 구성을 예시한 블록도이다.
도 6은 에너지 저장 장치(120)와 네트워크 정합 장치(130)의 연계 구성을 예시한 블록도이다.
도 7은 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)과 네트워크 정합 장치(130)의 연계 구성을 예시한 블록도이다.
도 8은 에너지 저장 장치(120)에 저장된 전력을 과부하가 걸린 송전선에 공급하는 방법에 따른 송전선 과부하 해소 절차를 예시한다.
도 9는 과부하가 걸린 송전선에 연계된 발전기(500)의 전력 생산을 줄이는 방식으로 송전선의 과부하를 해소하는 절차를 예시한다.
도 10은 도 8의 방법과 도 9의 방법을 함께 사용하여 송전선의 과부하를 해소하는 절차를 예시한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통 관리 시스템(10)의 연계 구성을 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통 관리 시스템(10)을 예시한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통 관리 시스템(10)은 혼잡 관리 시스템(100, Congestion Management System; CMS), 에너지 관리 시스템(200, Energy Management System; EMS) 및 송전선 감시 장치(300)를 포함할 수 있다.
혼잡 관리 시스템(100)은 에너지 관리 시스템(200) 및 송전선 감시 장치(300)와 통신선으로 연결되어 전력 계통의 관리에 필요한 정보를 주고받을 수 있다. 혼잡 관리 시스템(100)은 송전선(Line)을 통해 다수의 발전기(500) 및 계통 부하(400)와 연결되어 송전선에 전력을 공급하거나 송전선으로부터 전력을 공급받을 수 있다.
에너지 관리 시스템(200)은 혼잡 관리 시스템(100)의 상위 관리 시스템으로, 예컨대, 전력 거래소에 있는 에너지 관리 시스템일 수 있다. 에너지 관리 시스템(200)은 전력 계통을 종합적으로 감시하고 제어하며, 경제 급전 및 자동 발전 전력 제어, 전력 계통 해석, 자료의 기록 및 저장, 급전원 모의훈련 등의 기능을 수행할 수 있다. 에너지 관리 시스템(200)의 발전 출력 제어 및 주파수 감시 제어 기능과 관련하여 각 발전자원에 대한 발전기 출력 목표 값을 산정하고 자동발전 제어 신호(Automatic Generation Control Signal)를 통해 제어함으로써 전체 전력 계통의 전력 수급을 관리할 수 있다.
에너지 관리 시스템(200)은 본 발명의 실시 예에 따라 혼잡 관리 시스템(100)으로부터 혼잡 관리 시스템(100)에서 관리하는 에너지 저장 장치(120)가 송전선으로 공급한 전력에 대한 정보를 수신하고 상기 송전선에 연계된 발전기의 발전량을 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
송전선 감시 장치(300)는 계기용 변압기(PT), 계기용 변류기(CT) 혹은 계기용 변압변류기(MOF)와 각종 센서 등을 이용하여 송전선의 전압, 전류, 위상 및 온도 등의 값을 측정하고 통신선을 통해 혼잡 관리 시스템(100)으로 전송한다.
계통 부하(400)는 부하 지역에 전역적으로 산재해 있으며, 사용자들이 일시적으로 전기 사용량을 늘려 부하가 급증하는 경우 전체적인 전력 수급의 균형을 맞추기 위해 발전기(500)는 전력 생산을 늘려 전력을 공급할 수 있고 이 경우 급증한 계통 부하(400)에 연계된 송전선에는 과부하가 발생할 수 있다.
도 2를 참조하면, 혼잡 관리 시스템(100)은 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110), 하나 이상의 에너지 저장 장치(120) 및 네트워크 정합장치(130)을 포함할 수 있다.
네트워크 정합 장치(130)는 에너지 관리 시스템(200), 송전선 감시 장치(300) 및 에너지 저장 장치(120)와 통신을 하며, 에너지 관리 시스템(200)과 전력 계통 관리에 필요한 정보를 송수신하고, 송전선 감시 장치(300)로부터 전압, 전류, 전력, 위상 등의 송전선 정보를 수집하며, 에너지 저장 장치(120)로부터 전력 변환 장치(122) 및 배터리(123)의 상태 정보를 수집하여 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)으로 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 네트워크 정합 장치(130)는 다양한 프로토콜을 사용하는 복수의 에너지 저장 장치(120)와 통신하며 복수의 에너지 저장 장치(120)로부터 수집된 정보를 표준화하여 저장하거나 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)으로 제공할 수 있다.
혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)은 수집된 정보를 바탕으로 송전선으로부터 에너지 저장 장치(120)에 공급할 전력 혹은 에너지 저장 장치(120)로부터 부하로 공급할 전력을 계산한 뒤 에너지 저장 장치(120)에 충전 혹은 방전 지령을 내려 에너지 저장 장치(120)를 충전하거나 혹은 송전선의 과부하를 해소하기 위하여 에너지 저장 장치(120)의 전력을 방전하도록 할 수 있다.
혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)은 네트워크 정합 장치(130)을 통해 송전선 감시 장치(300)로부터 주기적으로 송전선의 전압, 전류, 위상, 온도 등의 정보를 수집하여 송전선을 통해 흐르는 전력(송전선 전력)을 계산하고, 송전선 전력이 적정한 전력량으로 설정된 설정값 이상인지 여부를 판단하여 과부하가 걸리고 있는지 감시하며, 설정값보다 높은 전력이 흐르면 과부하 상태로 인식한다.
혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)은 송전선이 과부하 상태로 인식되는 경우, 아래에서 자세히 설명할 바와 같이 에너지 저장 장치(120)로부터 부하로 공급될 전력을 계산하여 에너지 저장 장치(120)가 전력을 공급하도록 제어하거나 혹은 과부하가 걸린 송전선에 연계된 발전기의 감발 전력을 계산하여 에너지 관리 시스템(200)에 해당 정보를 전송하는 방법으로 송전선의 과부하 해소를 위한 기능을 수행할 수 있다.
에너지 저장 장치(120)는 송전선에 연결되어 송전선으로부터 전력을 공급받아 저장하거나 부하로 전력을 공급하는 기능을 수행한다. 에너지 저장 장치(120)는 복수 개가 구비될 수 있는데, 각 에너지 저장 장치(120)는 송전선과 계통 부하(400)에 사이에 연결되어 자신이 연결된 송전선에 과부하가 발생한 경우 과부하가 발생한 송전선에 연계된 부하에 전력을 공급하여 송전선의 과부하를 해소하는 기능을 수행할 수 있다. 복수의 에너지 저장 장치(120)는 다양한 프로토콜을 사용하는 경우가 발생할 수 있는데, 네트워크 정합장치(130)가 다양한 프로토콜을 사용하는 에너지 저장 장치(120)들과 통신하면서 정보를 수집하여 표준화하는 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 도 2의 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)의 세부 구성을 예시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)은 통신 이중화 장치(111), 운전용 HMI(112), 데이터 저장 장치(113), 하나 이상의 혼잡 제어 연산처리 장치(114, 115)를 포함할 수 있다.
통신 이중화 장치(111)에는 이중화되지 않은 일반적인 통신 수단을 사용할 수도 있으나, 바람직하게는 PRP(Parallel Redundancy Protocol) 프로토콜을 이용하여 각 장비간의 안정적인 통신을 제공함으로써 시스템 전체의 가용성 (Availability)을 높일 수 있다. PRP는 IEC(International Electrotechnical Commission) 61850 표준에서 추천하는 리던던시(Redundancy) 프로토콜이며 IEC 62439-3 Clause 4에서 정의되고 있다. 일반적인 프로토콜을 이용하여 네트워크를 구축하는 경우, 링크 단절에 의한 패킷 손실은 물론이고 복구하는 데에도 수십 밀리 초(ms)에서 수십 초(s)가 걸리는 반면, PRP를 이용하여 이중화 네트워크를 구축할 경우, 링크 단절에 의한 패킷 손실 없이 정상적인 통신이 지속적으로 제공되어 시스템의 안정성을 높일 수 있다.
운전용 HMI(112)는 운전자와 장치 사이의 인터페이스(Human-Machine Interface)로서 운전자가 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)의 동작을 제어할 때 필요한 인터페이스 기능을 수행한다.
데이터 저장 장치(113)는 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)의 동작에 필요한 각종 데이터를 저장하는 기능을 수행한다.
혼잡 제어 연산처리 장치(114, 115)는 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)이 수행하는 연산 기능을 담당한다. 혼잡 제어 연산처리 장치(114, 115)는 하나가 사용될 수도 있으나 통신 이중화 장치와 마찬가지로 리던던시를 확보하여 안정적인 동작을 보장하기 위해 두 개를 사용하는 것이 더 바람직하다.
도 4는 도 2의 에너지 저장 장치(120)의 구성을 예시하는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 에너지 저장 장치(120)는 통신 이중화 장치(121), 전력 변환 장치(122) 및 배터리(123)를 포함할 수 있다.
통신 이중화 장치(121)는 앞서 기술한 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)에 포함되어 있는 통신 이중화 장치(111)와 마찬가지 방식으로 통신 기능을 수행한다.
전력 변환 장치(122)는 배터리(123)와 직류 전력선으로 연결되고 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)으로부터 방전 명령을 받아 송전선에 전력을 공급하거나 충전 명령을 받아 송전선으로부터 전력을 공급받아 배터리에 저장하는 기능을 수행한다. 전력 변환 장치(122)와 배터리(123)는 전력 컨디셔닝 시스템(PCS)의 동작 상태, 전압, 전류, 전력, 온도, 충전 상태(State of Charge; SOC) 등의 정보를 통신 이중화 장치(121)을 통해 네트워크 정합 장치(130)로 제공한다.
도 5는 도 2의 네트워크 정합 장치(130)의 구성을 예시하는 블록도이다. 네트워크 정합 장치(130)는 정보 집중화 장치(131), 이더넷 스위치 A(132) 및 이더넷 스위치 B(133)을 포함할 수 있다.
정보 집중화 장치(131)는 에너지 저장 장치(120)에 속한 전력 변환 장치(122) 및 배터리(123)의 정보를 취합하여 동일한 주소 공간(Address Map)과 미리 정의된 스케일(scale)로 변환하여 정보를 저장한 후 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)에 전달하는 기능을 수행한다. 전체 시스템을 구축하다 보면 동일한 장비로만 구성될 수 없는 상황도 발생할 수 있다. 또한, 1차적으로 시스템을 구축한 후, 필요에 따라 2차적으로 추가 구성할 경우 타사의 장비로 구축할 경우도 발생한다. 이 경우, 서로 다른 기종의 장비에 대한 정보 주소와 스케일이 서로 다를 수 있어 통일된 구조로 규격화할 필요가 있는데 이러한 용도로 정보 집중화 장치(131)가 사용된다. 정보 집중화 장치(131)는 별도의 하드웨어 장비에 기능을 구현할 수도 있지만 일반적인 컴퓨터 시스템에 소프트웨어 형태로 구현할 수도 있다.
이더넷 스위치(132, 133)는 앞서 언급한 PRP 프로토콜을 이용하여 전체 네트워크의 안정성과 고가용성을 높이기 위해 이중화로 구성하는 것이 바람직하지만, 이로 한정하는 것은 아니고 일반적인 통신 수단을 이중화하지 않고 사용할 수도 있다.
도 6은 에너지 저장 장치(120)와 네트워크 정합 장치(130)의 연계 구성을 예시하는 블록도이고, 도 7은 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)과 네트워크 정합 장치(130)의 연계 구성을 예시하는 블록도이다. 도 6과 도 7을 참조하면, 네트워크 정합 장치(130)과 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110) 및 에너지 저장 장치(120)는 이중화 통신 수단을 통해 상호 연결되어 정보를 주고받으며 앞서 설명한 기능을 수행할 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통 관리 시스템(10)을 사용하여 송전선의 과부하를 해소하는 방법에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 송전선의 과부하 해소는 세 가지 방법으로 수행될 수 있다. 첫 번째는 에너지 저장 장치(120)에 저장된 전력을 과부하가 걸린 송전선에 가장 영향을 많이 미치는 부하로 공급하는 방법이고, 두 번째는 과부하가 걸린 송전선에 연계된 발전기(500)의 전력 생산을 줄이는 방법이며, 세 번째는 위 두 가지 방법을 함께 사용하는 것이다.
첫 번째, 에너지 저장 장치(120)에 저장된 전력을 과부하가 걸린 송전선에 가장 영향을 많이 미치는 부하(이하 최대 영향 부하)로 공급하는 방법에 대해 설명한다.
이 방법은 계통 부하가 감소하게 되면 송전선에 흐르는 전력도 감소하는 원리를 이용한 것으로서, 과부하가 발생한 송전선과 최대 영향 부하 사이에 배치된 에너지 저장 장치(120)가 최대 영향 부하로 전력을 공급하면 최대 영향 부하가 송전선으로부터 전력을 공급받는 양이 줄어들게 되므로 송전선의 과부하를 줄일 수 있다.
도 8은 에너지 저장 장치(120)에 저장된 전력을 과부하가 걸린 송전선의 최대 영향 부하로 공급하는 방법에 따른 송전선 과부하 해소 절차를 예시한다. 도 8을 참조하면, 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)이 송전선 감시 장치(300)로부터 송전선에 대한 정보를 수신하는 제1단계, 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)이 송전선을 통해 흐르는 전력(송전선 전력)을 계산하는 제2단계, 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)이 송전선 전력이 설정값 이상인지 여부에 따라 과부하 여부를 판단하고 줄이고자 하는 송전선 전력량(송전선 전력 희망 감소량)에 따라 송전선으로 공급될 전력(공급 전력)을 계산하는 제3단계, 및 에너지 저장 장치(120)가 계산된 공급 전력을 최대 영향 부하로 공급하도록 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110)이 에너지 저장 장치(120)를 제어하는 제4단계를 포함할 수 있다.
도 8의 방법에 의할 경우, 송전선의 과부하를 해소하기 위해서 에너지 저장 장치(120)로부터 어느 정도의 전력을 송전선에 공급하여야 하는지가 문제가 될 수 있다. 너무 적은 전력을 공급하게 되면 과부하가 해소되지 않는다는 문제가 있고, 너무 많은 전력을 공급하는 경우 에너지 저장 장치(120)와 송전선 사이에 불필요한 에너지 전송이 수반되고 전체적인 전력 계통의 비효율성 문제가 발생할 수 있으므로, 과부하 해소에 필요한 적정량을 공급하는 것이 바람직하다. 그러나 전력 계통은 다수의 발전기와 다수의 부하가 수많은 송배전선을 통해 복잡하게 얽혀 있으므로 에너지 저장 장치(120)로부터 공급할 적정량을 정확하게 산출하는 것은 쉽지 않다.
본 발명의 실시 예는 과부하 해소에 필요한 적정량을 계산하기 위해 부하-송전선 감소율을 정의하고 이용한다. 과부하가 걸린 송전선에 가장 큰 영향을 주는 부하(최대 영향 부하)를 특정하고 최대 영향 부하와 송전선 전력 사이의 감소율(부하-송전선 감소율)을 아래 수학식 1에 따라 미리 혹은 실시간으로 구한 후, 아래 수학식 2에 따라 부하-송전선 감소율과 송전선 전력 희망 감소량(송전선을 통해 흐르는 전력 중에서 줄이고자 하는 전력량)을 이용하여 에너지 저장 장치(120)로부터 최대 영향 부하로 공급할 공급 전력을 계산한다. 부하-송전선 감소율은 전력 계통 송배전망 설계에 사용되는 상용 소프트웨어를 사용하여 분석과 계산이 가능하다.
수학식 1 :
Figure 112016111801889-pat00013
수학식 2 :
Figure 112016111801889-pat00014
이 방법에 의하면 부하-송전선 감소율을 이용함으로써 부하의 변동에 따른 송전선의 전력 변동량이 정량적으로 반영되어 과부하가 발생한 송전선의 과부하를 해소하기 위해 필요한 전력을 좀 더 정확하게 산출할 수 있다.
이 방법에서 송전선 전력 희망 감소량을 초과 전력(과부하가 걸린 송전선 전력과 미리 설정해 놓은 적정 전력량인 설정값의 차이)과 동일하게 하면 송전선 과부하 해소에 필요한 적정량을 공급할 수 있으므로 바람직하다.
이 방법을 사용하는 경우, 혼잡 관리 시스템(100)은 송전선과 계통 부하(400) 사이에서 계통 부하(400)에 인접하여 송전선에 연결되면 자신이 인접한 계통 부하(400)의 급증으로 인해 해당 송전선에 과부하가 발생할 때 효율적으로 대응할 수 있으므로 바람직하다.
이 방법에 의하면 에너지 저장 장치(120)가 전력을 공급하여 과부하가 걸린 송전선의 과부하를 해소하므로 해당 송전선에 연계된 발전기의 발전 전력을 그만큼 줄이도록 제어하는 것이 전체적인 전력 수급 관점에서 바람직하다. 이를 위해 혼잡 관리 시스템(100)은 송전선에 공급한 전력에 대한 정보를 에너지 관리 시스템(200)으로 제공하고, 에너지 관리 시스템(200)에서 발전기들의 전력 생산을 조절할 수 있다.
두 번째, 과부하가 걸린 송전선에 연계된 발전기(500)의 전력 생산을 줄이는 방식으로 송전선의 과부하를 해소하는 방법에 대해 설명한다.
이 방법은 발전기의 전력 생산이 감소하게 되면 연계된 송전선에 흐르는 전력도 감소하는 원리를 이용한 것으로서, 과부하가 발생한 송전선에 가장 크게 영향을 주는 발전기의 전력 생산을 줄이면 과부하가 걸린 송전선을 통해 흐르는 전력을 효율적으로 줄일 수 있다. 이 방법의 경우 과부하가 발생한 송전선에 가장 크게 영향을 주는 발전기의 발전량이 줄어들게 되는데, 에너지 관리 시스템(200)에서 다른 발전기의 발전량을 증가시켜 전체적인 전력 계통의 전력 수급 균형을 유지할 수도 있고, 혹은 상황에 따라 부하차단(Load Shedding), 수요반응(Demand Response) 등의 방법을 이용하여 대응할 수도 있다
도 9는 과부하가 걸린 송전선에 연계된 발전기(500)의 전력 생산을 줄이는 방식으로 송전선의 과부하를 해소하는 절차를 예시한다. 도 9를 참조하면, 혼잡 관리 시스템(100)이 송전선 감시 장치(300)로부터 송전선에 대한 정보를 수신하는 제1단계, 혼잡 관리 시스템(100)이 송전선을 통해 흐르는 전력(송전선 전력)을 계산하는 제2단계, 송전선 전력이 설정값 이상이면 과부하로 판단하여 혼잡 관리 시스템(100)이 줄이고자 하는 송전선 전력량(송전선 전력 희망 감소량 A)을 산정하고 송전선 전력 희망 감소량 A에 따라 송전선에 연계된 발전기의 감발 전력(줄이고자 하는 발전 전력량)을 계산하는 제3단계 및 에너지 관리 시스템(200)이 감발 전력만큼 발전기의 전력 생산을 줄이도록 제어하는 제4단계를 포함할 수 있다. 위 설명에서는 혼잡 관리 시스템(100)이 제3단계를 수행하는 것으로 예시하였으나 에너지 관리 시스템(200)에 의해 수행될 수도 있다. 혼잡 관리 시스템(100)이 제3단계를 수행하는 경우 혼잡 관리 시스템(100)은 에너지 관리 시스템(200)으로 계산된 감발 전력에 대한 정보를 전송할 수 있다.
이 방법의 경우 송전선의 과부하를 해소하기 위해서 어느 발전기(500)의 전력 생산량을 어느 정도 줄여야 송전선의 과부하가 적절히 해소될 것인지가 문제가 될 수 있다. 발전기(500)의 감발 전력이 너무 작은 경우 과부하가 해소되지 않는다는 문제가 있고, 감발 전력이 너무 큰 경우 전체적인 전력 계통의 에너지 수급의 불균형 및 비효율성이 발생할 수 있으므로, 과부하 해소에 필요한 적정량을 감발하도록 할 필요가 있다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이 전력 계통은 다수의 발전기와 다수의 부하가 수많은 송배전선을 통해 복잡하게 얽혀 있으므로 적절한 감발 전력을 정확하게 산출하는 것은 쉽지 않다.
본 발명의 실시 예는 과부하 해소에 필요한 적절한 감발 전력을 계산하기 위해 발전기-송전선 감소율을 이용한다. 과부하가 걸린 송전선에 가장 큰 영향을 주는 발전기(최대 영향 발전기)를 특정하고, 최대 영향 발전기와 과부하가 걸린 송전선 사이의 발전기-송전선 감소율을 아래 수학식 3에 따라 구하며, 아래 수학식4에 따라 발전기-송전선 감소율과 송전선 전력 희망 감소량 A를 이용하여 감발 전력을 계산한다. 이후 최대 영향 발전기가 계산된 감발 전력만큼 전력 생산을 줄이도록 제어한다. 발전기-송전선 감소율은 전력 계통 송배전망 설계에 사용되는 상용 소프트웨어를 사용하여 분석과 계산이 가능하다.
수학식 3 :
Figure 112016111801889-pat00015
수학식 4 :
Figure 112016111801889-pat00016
이 방법에 의하면 발전기-송전선 감소율을 이용함으로써 발전기의 전력 생산량 변동에 따른 송전선의 전력 변동량이 정량적으로 반영되어 과부하가 발생한 송전선의 과부하를 해소하기 위해 필요한 감발 전력을 좀 더 정확하게 산출할 수 있다.
송전선 전력 희망 감소량 A를 과부하가 걸린 송전선 전력과 상기 설정값의 차이(초과 전력)와 동일하게 하면 발전기가 송전선 과부하 해소에 필요한 적정량을 줄일 수 있으므로 바람직하다.
세 번째, 에너지 저장 장치(120)에 저장된 전력을 과부하가 걸린 송전선에 연계된 부하로 공급하는 방법 및 과부하가 걸린 송전선에 연계된 발전기(500)의 전력 생산을 줄이는 방법을 함께 사용하는 방법에 대해 설명한다.
이 방법은 과부하가 걸린 송전선의 전력과 미리 설정해 놓은 적정한 전력 설정값의 차이(초과 전력)를 고려하여, 발전기(500)의 감발에 의해 줄이기를 희망하는 송전선 전력 희망 감소량 A와 에너지 저장 장치(120)로부터 송전선에 연계된 부하로 전력을 공급함에 의해 줄이기를 희망하는 송전선 전력 희망 감소량 B를 설정한 후, 위에서 언급한 수학식 1 내지 수학식 4를 사용하여 감발 전력과 공급 전력을 계산하여 계산된 감발 전력만큼 발전기의 전력 생산을 줄이고 계산된 공급 전력만큼 에너지 저장 장치(120)로부터 송전선에 연계된 부하로 전력을 공급하는 방식을 동시에 사용하여 송전선의 과부하를 해소하는 방법이다. 이 방법에서는 송전선 전력 희망 감소량 A와 송전선 전력 희망 감소량 B의 합이 초과 전력과 동일하도록 하면 송전선 전력이 적정한 전력 설정값에 근접할 수 있으므로 바람직하다.
도 10은 도 8의 방법과 도 9의 방법을 함께 사용하여 송전선의 과부하를 해소하는 절차를 예시한다. 도 10을 참조하면, 혼잡 관리 시스템(100)이 송전선 감시 장치(300)로부터 송전선에 대한 정보를 수신하는 제1단계, 혼잡 관리 시스템(100)이 송전선을 통해 흐르는 전력(송전선 전력)을 계산하는 제2단계, 송전선 전력이 설정값 이상이면 과부하로 판단하고 혼잡 관리 시스템(100)이 발전기의 감발을 통해 줄이고자 하는 송전선 전력 희망 감소량 A 및 에너지 저장 장치(120)로부터 송전선에 연계된 부하로 전력을 공급하여 줄이고자 하는 송전선 전력 희망 감소량 B를 산정한 후 위 수학식 3 및 수학식 4를 사용하여 송전선 전력 희망 감소량 A에 따라 송전선에 연계된 발전기의 감발 전력을 계산하고 위 수학식 1 및 수학식 2를 사용하여 송전선 전력 희망 감소량 B에 따라 에너지 저장 장치(120)로부터 송전선에 연계된 부하로 공급할 전력(공급 전력)을 계산하는 제3단계, 에너지 저장 장치(120)가 계산된 공급 전력을 송전선으로 공급하도록 혼잡 관리 시스템(100)이 에너지 저장 장치(120)를 제어하고 계산된 감발 전력에 대한 정보를 에너지 관리 시스템(200)에 제공하여 에너지 관리 시스템(200)이 감발 전력만큼 해당 발전기의 전력 생산을 줄이도록 제어하는 제4단계를 포함할 수 있다.
이 방법에 의하면 발전기-송전선 감소율 및 부하-송전선 감소율을 동시에 이용함으로써 부하의 감소에 따른 송전선의 전력 감소량 및 발전기의 전력 생산량 변동에 따른 송전선의 전력 변동량이 정량적으로 반영되어 송전선의 과부하를 해소하기 위해 필요한 감발 전력 및 에너지 공급 장치(120)로부터 송전선에 공급될 전력을 좀 더 정확하게 산출할 수 있다. 또한, 에너지 공급 장치(120)의 잔여 에너지를 고려하여 송전선 전력 희망 감소량 A와 송전선 전력 희망 감소량 B를 적절히 조절할 수 있으므로 효율적인 과부하 해소가 가능하다.
이상은 도면에 도시된 실시 예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100: 혼잡 관리 시스템
110: 혼잡 제어용 전력 관리 시스템
111: 통신 이중화 장치
112: 운전용 HMI
113: 데이터 저장 장치
114: 혼잡 제어 연산처리 장치 (A)
115: 혼잡 제어 연산처리 장치 (B)
120: 에너지 저장 장치
121: 통신 이중화 장치
122: 전력 변환 장치
123: 배터리
130: 네트워크 정합 장치
131: 정보 집중화 장치
132: 이더넷 스위치 (A)
133: 이더넷 스위치 (B)
200: 에너지 관리 시스템 (EMS)
300: 송전선 감시 장치
400: 계통 부하
500: 발전기

Claims (8)

  1. 송전선 감시 장치(300)로부터 송전선에 대한 정보를 수신하고 송전선을 통해 공급되는 전력(송전선 전력)에 대한 정보를 에너지 관리 시스템(200)으로 제공하는 혼잡 관리 시스템(100); 및
    송전선이 과부하인 경우 상기 송전선에서 줄이고자 하는 전력량(송전선 전력 희망 감소량 A)에 따라 계산된 감발 전력만큼 상기 송전선에 연계된 발전기의 전력 생산을 줄이도록 제어하는 에너지 관리 시스템(200);을 포함하고,
    상기 송전선 전력 희망 감소량 A에 따라 감발 전력을 계산하는 것은, 상기 송전선에 가장 큰 영향을 주는 발전기(최대 영향 발전기)를 특정하고, 상기 최대 영향 발전기와 상기 송전선 사이의 발전기-송전선 감소율을 아래 수학식 3에 따라 구하며, 아래 수학식 4에 따라 상기 발전기-송전선 감소율과 상기 송전선 전력 희망 감소량 A를 이용하여 상기 감발 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 시스템.
    수학식 3 :
    Figure 112017003081330-pat00031

    수학식 4 :
    Figure 112017003081330-pat00032
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 송전선 전력 희망 감소량 A는 상기 송전선 전력과 적정 전력량 설정값의 차이(초과 전력)와 동일한 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 감발 전력을 계산하는 것은 상기 에너지 관리 시스템(200)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 혼잡 관리 시스템(100)이 상기 송전선 전력을 계산하고, 상기 송전선 전력이 과부하인지 여부를 판단하며, 상기 감발 전력을 계산하여 그 정보를 상기 에너지 관리 시스템(200)으로 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 혼잡 관리 시스템(100)은,
    상기 송전선에 연결되어 상기 송전선으로부터 전력을 공급받아 저장하거나 상기 송전선에 연계된 부하로 전력을 공급하는 에너지 저장 장치(120); 및
    상기 송전선 감시 장치(300)로부터 상기 송전선에 대한 정보를 수신하여 상기 송전선 전력을 계산하고, 상기 송전선 전력이 설정값 이상이면 과부하로 판단하여 송전선 전력 희망 감소량 B에 따라 계산된 공급 전력을 상기 에너지 저장 장치(120)로부터 상기 부하로 공급하도록 상기 에너지 저장 장치(120)를 제어하는 혼잡 제어용 전력 관리 시스템(110);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 송전선 전력 희망 감소량 B에 따라 상기 에너지 저장 장치(120)로부터 상기 부하로 공급될 공급 전력을 계산하는 것은,
    상기 송전선에 가장 큰 영향을 주는 부하(최대 영향 부하)를 특정하고 상기 최대 영향 부하와 상기 송전선 전력 사이의 감소율(부하-송전선 감소율)을 아래 수학식 1에 따라 구한 후, 아래 수학식2에 따라 상기 부하-송전선 감소율과 상기 송전선 전력 희망 감소량 B를 이용하여 상기 공급 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 시스템.
    수학식 1 :
    Figure 112016111801889-pat00019

    수학식 2 :
    Figure 112016111801889-pat00020
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 송전선 전력 희망 감소량 A와 상기 송전선 전력 희망 감소량 B의 합이 상기 송전선 전력과 적정 전력량 설정값의 차이(초과 전력)가 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 관리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013172537A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Toshiba Corp 電力系統監視制御システム

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